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伺服系统

电气伺服技术应用较广，主要原因是控制方便，灵活，*获得驱动能源，没有公害污染，维护也比较*。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展，它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。

早在70年代，小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展，逐步实用化，AC伺服电动机的应用越来越广，并且还有取代DC伺服系统的趋势成为电气伺服系统的主流。永磁转子的同步伺服电动机由于永磁材料不断提高，伺服，价格不断下降，控制又比异步电机简单，*实现高性能的缘故，所以永磁同步电机的AC伺服系统应用更为广泛。

在交流同步伺服驱动系统中，普通应用的交流永磁同步伺服电动机有两大类。

一类称为无刷直流电动机，它要求将方波电流直入定子绕组(BLDCM)

另一类称为三相永磁同步电动机，它要求输入定子绕组的电源仍然是三相正弦波形。(PM·SM)

无刷直流电动机(BLDCM)，用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁较，将原直流电动机的电枢变为定子。有刷直流电动机是依靠机械换向器将直流电流转换为近似梯形波的交流电流供给电枢绕组，而无刷直流电动机(BLDCM)是将方波电流(实际上也是梯形波)直接输入定子。将有刷直流电动机的定子和转子颠倒一下，并采用永磁转子，就可以省去机械换向器和电刷，由此得名无刷直流电动机。BLDCM定子每相感应电动势为梯形波，为了产生恒定的电磁转矩，要求功率逆变器向BLDCM定子输入三相对称方波电流，而SPWM、PM、SM定子每相感应电动势为近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子输入三相对称正弦波电流。

在具体应用场合，当终端负载稳定、动作简单、基本为低速运转时，选用成本低且*控制的步进电机较为合适;但当终端负载波动范围较大、动作简单、基本为低速运转时，如果选择了步进电机，则会面临一系列烦恼，因为采用方波驱动的步进电机难以消除振动和噪音，并会因为力矩波动而产生失步或过冲。但是在用伺服电机替换产品中的步进电机时，应注意哪些问题?A、为了保证控制系统改变不大，伺服，应选用数字式伺服系统，仍可采用原来的脉冲控制方式;B、由于伺服电机厂家都有一定过载能力，所以在选择伺服电机时，经验上可以按照所使用的步进电机输出扭矩的1/3来参考确定伺服电机的额定扭矩;C、伺服电机的额定转速比步进电机的转速要高的多，为了充分发挥伺服电机，增加减速装置，让伺服电机工作在接近额定转速下，这样也可以选择功率更小的电机，以降低成本。

常见故障及维修

1．机械振荡(加／减速时)

引发此类故障的常见原因有：

①脉冲编码器出现故障。此时应检查速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，伺服器，更换编码器；

②脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节；

③测速发电机出现故障。修复，更换测速机。维修实践中，测速机电刷磨损、卡阻故障较多，此时应拆下测速机的电刷，用纲砂纸打磨几下，同时清扫换向器的污垢，伺服系统，再重新装好。

2．机械运动异常快速(飞车)

此类故障，应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时，还应检查：①脉冲编码器接线是否错误；②脉冲编码器联轴节是否损坏；③检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。

3．主轴不能定向移动或定向移动不到位

此类故障，应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时，还应检查位置检测器(编码器)的输出波形是否正常来判断编码器的好坏(应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形，以便故障时查对)。